DE2526818A1

DE2526818A1 - Verfahren und vorrichtung zum schmieren eines erhitzten aluminiumpresslings beim strangpressen

Info

Publication number: DE2526818A1
Application number: DE19752526818
Authority: DE
Inventors: James E Dore; Michael J Pryor
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1974-06-17
Filing date: 1975-06-16
Publication date: 1976-01-02
Also published as: IT1038918B; GB1480680A; US3907069A; NL7507188A; CH587692A5; ATA457975A; FR2274370B3; FR2274370A1; JPS5113358A; BE830332A; AT339691B

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Schmieren eines erhitzten Aluminiumpresslings beim Strangpressen.

Priorität: 17. Juni 1974, V.St.A., Nr. 480 047

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmieren eines erhitzten Presslings aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in einer Strangpresse, bestehend aus einem Behälter mit einer an einem Ende angeordneten flachen Strangpressform sowie mit einem am gegenüberliegenden Ende angeordneten bewegbaren Presskolben, durch welchen der in den Behälter eingesetzte Pressling durch die Form drückbar ist.

Für die Formgebung von Aluminium wird im weiten Rahmen das Strangpressen verwendet. Bei dem direkten Strangpressen wird ein Aluminiumbolzen in einen zylindrischen Behälter eingebracht, der an einem Ende mit einer Strangpressform versehen ist, die eine Wand mit der geeigneten Abmessung für das Endprodukt aufweist. Gewöhnlich werden Strangpressformen mit einer ebenen Fläche verwendet. In dem Behälter wird vom gegenüberliegenden Ende ein Kolben durch Anlegen einer Kraft

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bewegt, die ausreicht, um das Aluminium durch die Formöffnung in der Strangpressform zwangsweise fliessen zu lassen. Das Aluminium wird gewöhnlich bei einer Temperatur über seiner Rekristallisationstemperatur heiss extrudiert. Charakteristisch für das Aluminiumstrangpressen, welches mit Strangpressformen mit ebenen Flächen durchgeführt wird, ist, dass das Material, welches durch die Form fliesst, in den frühen Stadien des Strangpressprozesses aus der Mitte des Pressbolzens kommt. Die Oberfläche des Pressbolzens, die gewöhnlich mit Aluminiumoxyd verunreinigt ist, ist der letzte Teil des Pressbolzens, der extrudiert wird. Im allgemeinen wird der Strangpressvorgang unterbrochen, ehe der Oberflächenabschnitt des Pressbolzens extrudiert wird. Gewöhnlich wird ein kolloidales Graphitgemisch auf die Strangpressform vor dem Strangpressen gesprüht. Dieses Gemisch verhindert, dass der Pressbolzen an der Form anhaftet und verringert den für das Einleiten des Strangpressens erforderlichen Druck. Der Graphit ist jedoch als Schmiermittel nur für einen geringen Bruchteil des strangzupressenden Materials wirksam.

Man möchte deshalb eine kontinuierliche Schmierung erreichen, so dass die für das Strangpressen erforderliche Kraft verringert werden kann, d.h. dass für das Einleiten und Vervollständigen des Strangpressens ein verringerter Druck erforderlich ist. Dies würde die Produktion von grösseren Strangpresslingen auf einer Presse gegebener Grosse ermög-

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Bei der üblichen Praxis erzeugt die Reibung des durch die Strangpressform fliessenden Aluminiums eine örtliche hohe Temperatur, insbesondere dann, wenn sich auf der Oberfläche der Form eine Anreicherung von Aluminium gebildet hat. Diese Temperatur kann ausreichen, um den Härtegrad der Form abzuschwächen. Sie kann ferner ein örtliches schnelles Kornwachstum in dem Material an der Oberfläche des stranggepressten Produktes herbeiführen. Die Kombination von höheren Temperaturen und einem Aluminiumaufbau der Form führt zu Rissbildung und schlechter Oberflächenqualität bei dem extrudierten Produkt. Da man das herkömmliche Metallfliessmuster des Pressbolzens beim Strangpressen beibehalten möchte, ist es nicht zweckmässig, ein Schmiermittel zwischen die Wand des Behälters und die Bolzenoberfläche einzubringen. Erfindungsgemäss v/erden diese Schwierigkeiten durch das erfindungsgemässe Schmierverfahren beim Strangpressen von Aluminium sowie mit Hilfe einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die den bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen zum Schmieren eines erhitzten Aluminiumpresslings beim Strangpressen anhaftenden vorbeschriebenen Nachteile zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch ein Verfahren gelöst, bei welchem eine dünne, gleichförmige Schicht eines erhitzten, flüssigen Schmiermittels dem spaltförmigen Raum

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- 4 zwischen dem stranggepressten Material und der Wand der Strangpressöffnung unter Anwendung von Druck zugeführt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen, dünnen, radial gleichförmigen Schmiermittelfilm an dem spaltförmigen Raum zwischen der Formwand und dem stranggepressten Produkt, wobei das Schmiermittel bei Strangpresstemperatur flüssig ist, im wesentlichen mit dem Formmaterial nicht reagiert, unter Druck aufgebracht ist und eine gute Filmfestigkeit und Schmierfähigkeit hat.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung ist eine der Oberflächen zwischen der Metallplatte und der ebenen Formfläche mit Riefen versehen bzw. gerändelt. In diesen durch die Riefelung bzw. Rändelung gebildeten Raum wird unter Druck ein geeignetes Schmiermittel eingebracht. Das Schmiermittel tritt aus dem durch die Riefen gebildeten Raum aus und fliesst in den spaltförmigen Raum zwischen der Strangpressform und dem stranggepressten Produkt.

Erfindungsgemäss wird so ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einführen eines Schmiermittels zwischen die Oberflächen der Form des extrudierten Produktes beim heissen Strangpressen von Aluminium geschaffen. Weiterhin wird bei diesem Verfahren eine bevorzugte Technik für die Zuführung und Verteilung des Schmiermittels an der Trennfläche zwischen Form und

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Pressbolzen verwendet. Erfindungsgemäss wird für dieses Verfahren eine Reihe von Schmiermitteln für das Aluminiumstrangpressen verwendet. Weitere vorteilhafte Verfahrensbeispiele und Ausführungsformen der Vorrichtung sind aus der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch im Schnitt eine direkt wirkende Strangpresse.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine Strangpressform, die der bei der Presse von Fig. 1 ähnlich ist.

Fig. 3 zeigt schematisch ein Fliessmuster beim heissen Strangpressen und bei Verwendung einer Strangpressform mit einer ebenen Fläche.

Fig. 4 zeigt ein Metallfliessmuster beim Strangpressen unter Schmierung, wobei eine Strangpressform mit einer sich verjüngenden Fläche benutzt wird.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform einer Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 7 zeigt verschiedene Formen für die erfindungsgemässe Platte.

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Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform mit welcher ein gleichförmigerer Schmiermittelüberzug erreichbar ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren sowie die erfindungsgemässe Vorrichtung sind bei herkömmlichen direkt wirkenden Strangpressen verwendbar, wie sie für das direkte Strangpressen von Aluminium und Aluminiumlegierungen bei hoher Temperatur unter Verwendung von Strangpressformen mit ebenen Flächen eingesetzt werden. Eine solche Presse ist schematisch in Fig. 1 gezeigt. Die Presse besteht aus einem hohlzylindrischen Behälter 1, die an einem Ende mit einer geeignet gestalteten Strangpressform 2 (bzw. Matrize) am anderen Ende mit einem beweglichen Kolben 3 versehen ist. Der Kolben bewegt sich entsprechend auf die Bewegung eines Stempels 4, dem seinerseits eine Kraft F gewöhnlich über irgendeine hydraulische Einrichtung erteilt wird. Der strangzupressende Bolzen 5 ist in dem Behälter 1 angeordnet. Wenn der Kolben 3 sich in den Behälter 1 bewegt, wird der Bolzen durch die Oeffnung in der Strangpressform gedruckt und das extrudierte Produkt 6 nimmt die Gesamtform der Strangpressformöffnung an.

Fig. 2 zeigt im Schnitt eine typische Strangpressform für Aluminium mit ebenen Flächen. Die Form 2 hat eine Oeffnung 7, die durch die Wände 8 der Form begrenzt ist. Die ebene Fläche der Form 9 steht in Kontakt mit dem strangzupressenden Bolzen. Diese Formflache erstreckt sich im wesentlichen senk-

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- 7 recht zu der Mittellinie der Strangpressvorrichtung und trifft auf die Wand des Behälters unter einem Winkel von im wesentlichen 90 . Die Wand 8 der Strangpressform bildet im wesentlichen einen 90 -Winkel an der Formfläche und ist parallel zur Mittellinie der Strangpressvorrichtung angeordnet.

Die vorstehend beschriebene Strangpressformgeometrie ist für das Heissstrangpressen von Aluminium charakteristisch.

Fig. 3 zeigt schematisch das Fliessbild bzw. Fliessmuster des Metalls beim heissen Strangpressen von Aluminium. Die am Pressbolzen 5 gezeigten Linien veranschaulichen die Verformung während eines Zwischenabschnittes des Strangpressens.

Diese Linien wurden auf den Pressbolzen in einem gleichförmigen quadratischen Muster vor dem Extrudieren aufgetragen. Man sieht, dass das zuerst extrudierte Metall aus der Mitte des Bolzens 10 kommt, während die äusseren Oberflächen 11 des Bolzens zuletzt extrudiert werden. In Fig. 3 ist eine Strangpressform D mit einer ebenen Fläche F gezeigt. Diese Verfahrensmassnahme ist erwünscht, da irgendwelche Oberflächenoxyde und andere Oberflächenverunreinigungen wirksam bis zum letzten Teil des extrudierten Produktes isoliert bleiben. Die Oberfläche 12 des Hauptteils des extrudierten Produktes 13 ist ein reines, helles Metall, welches keinerlei Beziehung zu dem ursprünglichen Oberflächenzustand des Pressbolzens hat.

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Zur Gegenüberstellung zeigt Fig. 4 ein herkömmliches Heissstrangpressverfahren, wie es für die meisten, nicht aus Aluminium bestehenden Stoffe zum Einsatz kommt. Man sieht, dass bei diesem Verfahren die Oberfläche des Bolzens 11 grob gesehen mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Mitte 10 des Bolzens extrudiert wird und dass deshalb der Oberflächenzustand des Bolzens sich in dem Oberflächenzustand des extrudierten Produktes 13 widerspiegelt. Die Strangpressform D gemäss Fig. 4 hat eine sich verjüngende Fläche T anstatt der in Fig. 3 gezeigten ebenen Fläche.

Bei diesen beiden Arten des Metallfliessens besteht ein grundsätzlicher Unterschied, was auf die Behälter- und Formgeometrie zurückzuführen ist, was jedoch auch durch das Vorhandensein eines Schmiermittels beeinflusst wird. Die Schmierung zwischen dem Bolzen und der Behälterwand führt dazu, dass man- das in Fig. 4 gezeigte Strangpress-MetallfHessen erhält, während das Fehlen des Schmiermittels zu dem Fliessmuster führt, wie es in Fig. 3 gezeigt ist. Beim Strangpressen von Aluminium möchte man jedoch aus den vorstehend genannten Gründen das in Fig. 3 gezeigte Fliessmuster haben. Bisher ist man davon ausgegangen, dass es unpraktisch ist, irgendeine Form von Schmiermittel während des Strangpressens von Aluminium wegen der unerwünschten und unvermeidbaren Aenderung zu einem Metallfliessmuster hin, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, zuzugeben.

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Für das Strangpressen von Metallen ist eine beträchtliche Kraft erforderlich. Man möchte deshalb die erforderliche Kraft sowohl unter dem Gesichtspunkt der Wirtschaftlichkeit, nämlich der Reduzierung des Energieverbrauches, als auch unter dem Gesichtspunkt verringern, dass durch die Reduzierung der erforderlichen Kraft Strangpressprodukte mit grösseren Querschnitten auf bereits vorhandenen Strangpressen geformt werden können.

Der Fluss von Metall durch die Strangpressform erzeugt eine beträchtliche Wärmemenge infolge der Reibungskräfte zwischen dem stranggepressten Metall und der Formwand. Diese Wärmeerzeugung ist aufgrund mehrerer Gesichtspunkte unerwünscht. Erstens ergibt sich ein beschleunigter Verschleiss der Strangpressform, wenn die Temperatur der Form übermässig ansteigt. Zweitens wird die Form, die gewähnlich aus wärmebehandeltem Stahl hergestellt ist, weich und verliert die gewünschten Eigenschaften, die durch die Wärmebehandlung erzielt wurden. Drittens kann die überschüssige Wärme zu einem verstärkten Kornwachstum an der Oberfläche des Stranggepressten Produktes führen, was eine unerwünschte Duplexstruktur ergibt, welche Probleme bei der w.eiteren Oberflächenbehandlung des stranggepressent Produktes hervorruft.

Ein'weiteres Problem, das bei dem Strangpressen auftritt, besteht darin, dass das stranggepresste Metall dazu neigt, an der Formwand einen Auftrag zu bilden. Dieser Auftrag

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- Io führt zu einer Aenderung der Abmessungen sowie zu beanstan-

baren Oberflächenfehlern des stranggepressten Produktes.

Das erfindungsgemässe Verfahren und die erfindungsgeraässe Vorrichtung sehen nun ein Schmiermittel an den Wänden oder Flächen der Formöffnung vor. Durch Verwendung der Erfindung kann eine beträchtliche Verringerung der für das Erzeugen eines vorgegebenen Strangpresslings erforderlichen Kraft verwirklicht werden. Die erfindungsgemässe Vorrichtung umfasst eine Metallplatte mit einer Oeffnung, welche im wesentlichen der Grosse und Form der Strangpressöffnung entspricht. Die Metallplatte wird auf der Oberfläche der Strangpressform so angeordnet, dass die Strangpressformöffnung und die Oeffnung in der Platte miteinander fluchten. Wenigstens eine der aneinanderliegenden Oberflächen zwischen der Metallplatte und der Form hat ein Riefen- bzw. Rändelmuster, welches dazu dient, einen innigen Kontakt zwischen der Metallplatte und der Formfläche zu verhindern. In den Riefenraum wird zwangsweise unter Druck ein Schmiermittel eingeführt, welches so gerichtet und geführt wird, dass es austritt und die Formhohlraumwände überzieht, so dass die Reibung zwischen dem strangzupressenden Metall und der Formwand verringert wird. Diese Verringerung der Reibung führt zu einer Verringerung der Wärmeerzeugung in der Strangpressform und zu einer Reduzierung der Metallmenge, die sich auf der Strangpressformwand absetzt, sowie zu einer Verringerung des Formverschleisses.

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In Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung gezeigt. An der Strangpressform 2 ist durch Befestigungseinrichtungen 17 eine Metallplatte 16 befestigt. Die Platte 16 sitzt zwischen der ebenen Fläche 9 der Strangpressform und dem strangzupressenden Bolzen. Wenigstens eine der zugeordneten Oberflächen der Metallplatte 16 und der Formfläche 9 hat ein Riefen- bzw. Rändelmuster 18, welches einen innigen Kontakt zwischen der Metallplatte 16 und der Formfläche 9 verhindert. Einzelheiten der gerieften Oberfläche v/erden später beschrieben.

Durch die Strangpressform 2 ist ein hohler Schmierkanal 19 so geführt, dass Schmiermittel dem Raum zwischen der Platte 16 und der Formfläche 9 zugeführt wird. Um den Schmiermittelstrom zu der Formwandoberflache 8 hin zu richten, wird eine Dichtung 20 verwendet, welche die Oeffnung zwischen dem gerieften Kanal 18 und der Behälterwand 1 abdichtet. Bei der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform bedeckt die Platte 16 die ganze Formfläche 9.

In der Praxis wird beim Strangpressen der Behälter entfernt, um den nicht extrudierten Teil des Bolzenrestes zu entfernen, bevor ein neuer Bolzen extrudiert wird. Dadurch, dass es erforderlich ist, eine entfernbare Form vorzusehen, bevorzugt mani die Metallplatte 16 in die Formfläche 9, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, einzusetzen. Bei der in Fig. 6 gezeigten Ausführung hat die Formfläche 9 eine Ausnehmung unmittelbar angrenzend an die Formwand 8. Die Metallplatte 16 ist so be-

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messen, dass sie in diesen Einsetzabschnitt der Formfläche passt. Dann wird die Dichtung 20 zur Schaffung einer Abdichtung zwischen der Metallplatte 16 und der Form selbst verwendet. Bei dieser Ausführungsform kann die Form ohne Beeinträchtigung der Dichtung 20 entfernt werden. In Fig. 6 ist weiterhin der Schmierkanal 19, die Riefenfläche 18 und die Befestigungseinrichtung 17 gezeigt.

Fig. 7 zeigt eine Vielzahl von möglichen Ausführungen des Randes der Metallplatte, der unmittelbar an die Formwand grenzt.

Fig. 7A zeigt, dass der Rand der Oeffnung der Metallplatte 16 eine quadratische Form haben kann, also beispielsweise die Flachseiten der Metallplatte 16 rechtwinklig in die Begrenzungswand der Oeffnung übergehen. Bei dieser Ausführungsform dient dann die Metallplatte 16 hauptsächlich als Verlängerung der Form 2 selbst.

Fig. 7B zeigt eine Metallplatte mit einer abgerundeten Eintrittskante 21. Die abgerundete Kante verringert die Scherung des Aluminium, wenn es in die Form 2 eintritt, und reduziert so die Reibungskräfte, die auf das Aluminium ausgeübt werden, ehe es in den geschmierten Abschnitt der Form eintritt.

Fig. 7C zeigt eine Metallplatte mit einer abgeschrägten

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Eintrittskante 22, die im wesentlichen die gleiche Funktion hat wie die abgerundete Kante von Fig. 7B.

In den Figuren 7A, 7B und 7C sind auch der Schmierkanal 19 und die Abdichteinrichtung 20 gezeigt.

Die Riefelung besteht aus einem Muster von feinen Nuten auf der Oberfläche eines festen Gegenstandes. Die Nuten sind im wesentlichen gerade und parallel. Es kann ein Muster oder es können mehrere Muster einander überlagert werden, so dass das gewünschte Muster erzeugt wird. Die Piofelung bzw. Rändelung wird herkömmlicherweise durch einen Prägeprozess erzeugt, jedoch sind unter dem hier verwendeten Ausdruck Riefelung alle Vertiefungen aufweisenden Muster zu verstehen, die nach irgendeinem Verfahren hergestellt werden. Die für die erfindungsgemässen Zwecke geeigneten Riefenmuster haben folgende Abmessungen: Die Tiefe der einzelnen Nuten liegt im allgemeinen zwischen 0.013 mm und 0.51 mm (0.0005 bis 0.020"). Die Anzahl der Nuten pro cm liegt zwischen 4 und 20 (10 bis 50 pro in). Die Funktion der Riefen besteht darin, das Schmiermittel gleichmässig um den Umfang des Strangpresslings herum zu verteilen. Um dies zu erreichen, ist es erforderlich, dass dasSchmiermittel durch eine minimale Meng von Riefen hindurchgeht, ehe es mit dem Pressling in Kontakt kommt. Die minimale Mengevon Riefen, die erforderlich ist, um eine zufriedenstellende Schmiermittelverteilung zu erhalten, kann folgendermassen definiert werden: Der dem

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- 14 fluiden Schmiermittel beim Strömen durch die Riefen erteilte Druckabfall muss mehr als das Fünffache des Druckabfalls betragen, dem das Schmiermittel ausgesetzt ist, wenn es von dem Speicher zu den Riefen strömt. Eine gleichförmigere Schmiermittelverteilung kann dadurch erreicht werden, dass eine vergrösserte Nut vorgesehen wird, welche den gerieften Abschnitt umgibt und in welche das Schmiermittel eingeführt wird. Diese Ausführungsform ist in Fig. 8 gezeigt, bei welcher die Nut 15 den mit Riefen versehenen Abschnitt 13 umgibt. Eine gleichförmigere Schmiermittelverteilung wird auch dann erreicht, wenn Querkanäle vorhanden sind, welche die Riefennuten miteinander verbinden, wie dies bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fall ist.

Das Metall, aus dem die Platte hergestellt wirdi hat vorteilhafterweise annähernd die gleiche Zusammensetzung wie das, aus welchem die Form gefertigt ist, so dass man gleiche mechanische und gleiche thermische Eigenschaften, beispielsweise die gleiche Wärmeausdehnung, hat. Die Dicke der Platte liegt im allgemeinen zwischen 5 mm und 25 mm. Vorzugsweise besteht die Platte aus Stahl und ist nach dem Riefen wärmebehandelt.

Es gibt bereits eine Vielzahl von geeigneten Schmiermitteln. Im allgemeinen können diese Schmiermittel folgendermassen charakterisiert werden:

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1) Sie müssen bei der Strangpresstemperatur, gewöhnlich bei etwa 510 C (950 F) im Maximum bei dem Druck, bei welchem das Schmiermittel zugeführt wird, thermisch stabil sein.

2) Sie müssen im Temperaturbereich zwischen 455 und 510 C (850 und 950°F) flüssig sein.

3) Sie müssen unter den in der Form herrschenden Bedingungen eine entsprechende Schmierfähigkeit und Filmfestigkeit haben oder sie müssen mit der Aluminiumoberfläche zur Bildung eines reaktionsfähigen Produktes reagieren, welches als ein Feststoffschmiermittel wirken kann.

4) Zwischen dem Schmiermittel und dem Material der Form sollte keine Reaktion auftreten.

Beispiele für anorganische Verbindungen, die diesen Kriterien genügen, sind v/asser freies B₂O und Mischungen von Alkalimetall und Erdalkalichloriden, deren Liquidus nicht höher als bei 230 C (450 F) liegt. Systeme in diesem letzteren Bereich, die besonders günstig sind, sind KCl-LiCl, NaCl-MgCl₂, LiCl-NaCl-MgCl₃, LiCl-KCl-MgCl und NaCl-KCl-MgCl₂ Zusätzlich können den vorstehenden Mischungen CaCl₃, SnCl₃, ZnCl₂ und PbCl₂ zugesetzt oder wahlweise ganz oder teilwiese einen der Bestandteile dieser Mischungen ersetzen. Es können auch stabile Alkalinitrate und Erdalkalinitrate verwendet werden. Den vorstehenden Kriterien können auch ausgewählte organische und metallorganische Verbindungen genügen. Organi-

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sehe Verbindungen, die zu der allgemeinen polynuklearen Aromatenfamilie gehören, eignen sich wegen ihrer guten thermischen Stabilität. Beispiele sind ^C ₂2^H14' ^Clo^H7^NHClo^H7' C_1nH₇C_1nH₇ sowie Verbindungen dieser allgemeinen Familie, welche Ester- oder Amidbindungen aufweisen, beispielsweise Tricresylphosphat.

Die meisten der vorstehenden Schmiermittel sind bei Raumtemperatur Feststoffe. Demzufolge müssen die festen Schmiermittel vor ihrer Anwendung beim Strangpressen geschmolzen werden. Dieses Erhitzen erfolgt vorzugsweise in einem Behälter. Das Schmiermittel wird dann der Strangpressform über eine isolierte Verbindungsleitung zugeführt. Wegen der Schwierigkeit beim Pumpen von geschmolzenem Material kann bei einer bevorzugten Ausführungsform Druckluft oder ein anderes Gas auf die Oberseite des Speichers aufgebracht werden, um die Flüssigkeit in die Strangpressform zu drücken. ■Dabei kann es erforderlich sein, die Form vorzuwärmen, um zu verhindern, dass sich das Schmiermittel in dem mit Riefen versehenen Raum verfestigt.

Der erforderliche Schmiermitteldruck ändert sich stark, was von den Betriebsbedingungen und der Zusammensetzung des gewählten Schmiermittels abhängt. Der erforderliche Druck

2 liegt jedoch im allgemeinen über 35 kp/cm (500 psi). Der für ein zweckmässiges Arbeiten gemäss der Erfindung mögliche Schmiermitteldruck kann unter Verwendung des Kriteriums bestimmt werden, dass der Schmiermitteldruck grosser ist als

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- 17 die Fliessspannung des Metalls unter den Bedingungen, die das Metall in der Strangpressformöffnung antrifft. Das bedeutet/ dass der gewünschte Schmiermitteldruck der Druck ist, der das unter Druck stehende Schmiermittel dazu bringt, das strangzupressende Aluminium zu verformen. Die kompressive Fliessspannung ändert sich abhängig von der Legierungs-

zusammensetzung, der Korngrösse, der Temperatur und dem hydrostatischen Druck, dem die Legierung in der Form ausgesetzt ist. Im allgemeinen sind Drucke zwischen 35 und

350 kp/cm (500 bis 5000 psi), gemessen an der Strangpress-

formöffnung, und vorzugsv/eise zwischen 40 und 210 kp/cm" (600 bis 3000 psi) erforderlich.

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Claims

- 18-Patentansprüche

1.J Verfahren zum Schmieren eines erhitzten Presslings aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung in einer Strangpresse, bestehend aus einem Behälter mit einer an einem Ende angeordneten flachen Strangpressform sowie mit einem am gegenüberliegenden Ende angeordneten bewegbaren Presskolben, durch welchen der in den Behältern eingesetzte Pressling durch die Form drückbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine dünne gleichförmige Schicht eines erhitzten, flüssigen Schmiermittels dem spaltförmigen Raum zwischen dem stranggepressten Material und der Wand der Strangpressöffnung unter Anwendung von Druck zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel unter einem Druck zugeführt wird, welcher die kompressive Fliesspannung des Aluminiums in der Form überschreitet, wobei der Schmiermitteldruck an dem spaltförmigen Raum zwischen der Formwand und dem stranggepressten Material gemessen wird.

3. Verfahren nach- Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

2 dass der Druck zwischen 42 und 210 kp/cm (600 bis 3000 psi) liegt.

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4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel aus der nachstehenden Gruppe gewählt wird, welche Mischungen von Alkalimetall und Erdalkalichloriden mit einem Liquidus, der nicht höher als 230⁰C (450°F) liegt, einschliesslich KCl-LiCl, NaCl-MgCl₂. LiCl-NaCl-MgCl₂, LiCl-KCl-MgCl und KCl-MgCl , aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Material der Gruppe, bestehend aus CaCl-, SnCl», ZnCl₂ und PbCl₂ den Chloridgemischen zugesetzt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel aus der Gruppe gewählt wird, welche polynukleare aromatische organische 'Verbindungen aufweist, einschliesslich ^C22^Iii4^/

C. H-NKC₁ H₇, C₁₀H₇C H sowie Verbindungen dieser allgemeinen Familie mit Ester- oder Amidbindungen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel wasserfreies B₀O^ aufweist.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge^· kennzeichnet, dass das Schmiermittel Tricresylphosphat aufweist.

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9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1-8, gekennzeichnet durch einen kontinuierlichen, dünnen, radial gleichförmigen Schmieritiittelfilm an dem spalt: förmigen Raum zwischen der Formwand und dem stranggepressten Produkt, wobei das Schmiermittel bei Strangpresstemperatur flüssig ist, im wesentlichen mit dem Formmate"^ rial nicht reagiert, unter Druck aufgebracht ist und eine gute Filmfestigkeit und Schmierfähigkeit hat.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermittelfilm auf der Zwischenfläche zwischen der V7and und dem stranggepressten Produkt dadurch verteilt ist, dass er zwischen die ebene Formfläche und einer Metallplatte in dem Behälter angrenzend an die Formfläche geführt wird, wobei eine der benachbarten Oberflächen zwischen der Formfläche und der Platte eine mit Riefen versehene Oberfläche hat, welche Nuten aufweist, durch welche das Schmiermittel strömt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Riefen eine Tiefe zwischen 0,013 und 0,51 mm (0,0005 bis 0,020") haben, wodurch der Abstand zwischen der Metallplatte zwischen 0,013 und 0,51 mm liegt.

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12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 -

11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Nuten der Riefung zwischen 4 und 20 Riefen pro cm (10 bis 50 pro in) liegt.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 -

12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Riefennuten Verbindungsnuten vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 -

13, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel in erhitzter Form zugeführt wird.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 -

14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmiermitteldruck an dem spaltförmigen Raun zwischen der Formwand und dem stranggepressten Produkt über den Wert der kompressiven Fliesspannung des strangzupressenden Aluminium hinausgeht.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet,

2 dass der Schmiermitteldruck zwischen 42 und 210 kp/cm (600 und 3000 psi) an der Stelle liegt, wo das Schmiermittel mit dem Aluminium in Kontakt steht.

17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel einem

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Druckabfall unterliegt, wenn es durch die Riefen strömt, wobei die Grosse des Druckabfalls in den Riefen wenigstens um das Fünffache grosser ist als die Grosse des Druckabfalls des Schmiermittels, bevor es in die Riefung eintritt, wodurch eine gleichförmige Schmiermittelverteilung erreicht wird.

18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 9-17, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel wasserfreies BO aufweist.

19. Vorrichtung zum direkten Strangpressen von Aluminium oder Aluminiumlegierungen bei hoher Temperatur mit einem hohlzylindrischen Behälter, in welchen das zu extrudierende Metall eingebracht wird, wobei eine ebenflächige Strangpressform an einem Ende des Behälters und ein beweglicher Kolben am anderen Ende des Behälters angeordnet ist, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Metallplatte mit einer Oeffnung, welche die gleiche Abmessung wie die Strangpressformöffnung hat, wobei

die Platte in dem Behälter angrenzend an die ebene Fläche der Form angeordnet ist und die Oeffnung der Platte mit der Formöffnung fluchtet, eine geriefelte _: Oberfläche an wenigstens einer der benachbarten Oberflächen der Platte und der ebenen Fläche der Form vor-

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gesehen ist, um einen regulierten Raum zwischen der Platte und der Form zu schaffen, und wobei ein Strom eines geeigneten Schmiermittels in den gerieften Raum zwischen der Platte und der Form so gerichtet wird, dass das Schmiermittel in der Formöffnung als kontinuierliche dünne Schicht austritt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallplatte in die ebene Fläche der Form eingesetzt ist₇ und dass eine Dichtungseinrichtung verwendet wird, um den Schiniermittelstrom in die Oeffnung der Form zu richten.

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